RU2101633C1

RU2101633C1 - Rotary drying device

Info

Publication number: RU2101633C1
Application number: RU95119375A
Authority: RU
Inventors: В.П. Бурков; Э.Я. Веселов; Н.К. Клямкин; В.М. Орлов; Д.А. Петерсон
Original assignee: Акционерное общество "Русская еда"
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: chemical, food-processing and other industries and farming. SUBSTANCE: rotary drying device includes rotor divided into sectors by means of radial partitions, rotor drive mechanism and loading and unloading devices. Innovation of invention consists in form of loading device made as bins mounted on the outside of end wall of rotor; inner cavities of these bins are brought in communication with inner cavities of sectors through holes provided in end wall of rotor; hatches of bins are directed towards side opposite to vertex of respective sector. Provision is made for regulation of volume of inner cavity of bins. End walls of rotor may be made from material ensuring working action on material to be dried. Device may be provided with valves fitted over peripheral surface of rotor on each sector; they may open at moment of loading. Peripheral surface of rotor may be formed by flexible member connected with rotor drive mechanism. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике для сушки сыпучих материалов, в частности для сушки плодоовощной продукции с использованием теплового излучения и потока сушильного агента, и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности и сельского хозяйства. The invention relates to techniques for drying bulk materials, in particular for drying fruits and vegetables using thermal radiation and a flow of a drying agent, and can find application in chemical, food and other industries and agriculture.

Известно устройство [1] содержащее барабан с горизонтальной осью вращения, устройство загрузки и выгрузки барабана с боковой стороны и инфракрасные излучатели. A device [1] containing a drum with a horizontal axis of rotation, a device for loading and unloading the drum from the side and infrared emitters is known.

Недостатком указанного устройства является неэффективное использование емкости барабана. The disadvantage of this device is the inefficient use of drum capacity.

Известно также устройство [2] непрерывного действия, содержащее барабан, устройство загрузки с боковой стороны барабана и разгрузочное устройство с торцевым и инфракрасным излучателями, размещенными внутри него. A continuous device [2] is also known, comprising a drum, a loading device on the side of the drum and an unloading device with end and infrared emitters located inside it.

Недостатком известной конструкции является неэффективность заполнения емкости барабана, а также то, что инфракрасные нагреватели находятся в непосредственном контакте с сыпучим материалом при его пересыпке. A disadvantage of the known design is the inefficiency of filling the drum capacity, as well as the fact that infrared heaters are in direct contact with the bulk material during its filling.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство [3] содержащее ротор, выполненный в виде барабана и разделенный на секторы радиальными перегородками, устройство загрузки, установленное с одной торцевой поверхности ротора и устройство выгрузки с другой, при этом в каждом секторе установлены шиберы под углом к продольной оси ротора, при вращении которого они обеспечивают перемещение сыпучего материала от одной торцевой стенки к другой. Closest to the proposed solution is a device [3] containing a rotor made in the form of a drum and divided into sectors by radial partitions, a loading device installed on one end surface of the rotor and an unloading device on the other, with gates installed in each sector at an angle to the longitudinal the axis of the rotor, during rotation of which they provide the movement of bulk material from one end wall to another.

Недостатком известного устройства является неэффективное использование емкости сушильного ротора и массо-и теплообмена, а также сложность конструкции. A disadvantage of the known device is the inefficient use of the capacity of the drying rotor and mass and heat transfer, as well as the complexity of the design.

Задачей изобретения является повышение эффективности использования рабочей емкости ротора, интенсификация массо- и теплообмена и упрощение конструкции. The objective of the invention is to increase the efficiency of use of the working capacity of the rotor, the intensification of mass and heat transfer and simplification of the design.

Для решения поставленной задачи в роторном сушильном устройстве, содержащем ротор, разделенный радиальными перегородками на секторы, механизм привода ротора, механизм загрузки и разгрузочное устройство, разгрузочное устройство выполнено в виде накладных карманов, установленных на торцевой стенке ротора с внешней стороны, в вершинной части каждого сектора, причем внутренние полости карманов сообщаются с полостями секторов через отверстия, выполненные в торцевой стенке ротора, а люки карманов обращены в сторону, противоположную вершине сектора. При этом накладные карманы выполнены с возможностью регулирования объема внутренней полости. Кроме того, возможно выполнение торцевых стенок ротора из материала, обеспечивающего рабочее воздействие на сыпучий материал (сушимый материал). Устройство может быть снабжено клапанами, установленными по периферийной поверхности ротора на каждом секторе с возможностью открытия в момент загрузки. Периферийная поверхность ротора может быть образована гибким элементом, связанным с механизмом привода ротора. To solve the problem in a rotary drying device containing a rotor, divided by radial partitions into sectors, a rotor drive mechanism, a loading mechanism and an unloading device, the unloading device is made in the form of patch pockets mounted on the end wall of the rotor from the outside, in the apex of each sector moreover, the internal cavities of the pockets communicate with the cavities of the sectors through holes made in the end wall of the rotor, and the hatches of the pockets are turned in the direction opposite to the vertices e sectors. While patch pockets are made with the possibility of regulating the volume of the internal cavity. In addition, it is possible to make the end walls of the rotor of a material that provides a working effect on bulk material (dried material). The device can be equipped with valves installed on the peripheral surface of the rotor in each sector with the possibility of opening at the time of loading. The peripheral surface of the rotor can be formed by a flexible element associated with the rotor drive mechanism.

Выполнение разгрузочного устройства в виде накладных карманов, установка их на торцевой стенке ротора, в вершинной части каждого сектора так, что внутренние полости карманов сообщаются с внутренними полостями секторов, а люки карманов обращены в сторону, противоположную вершине сектора, все эти признаки являются отличительными от прототипа и в совокупности с другими признаками обеспечивают принцип непрерывности процесса сушки и практически полное использование рабочей емкости ротора, а также значительное повышение эффективности массо- и теплообмена за счет ворошения сушимого материала при его поступательном перемещении от периферии к центру ротора. The implementation of the unloading device in the form of patch pockets, installing them on the end wall of the rotor, in the apex of each sector so that the inner cavities of the pockets communicate with the internal cavities of the sectors, and the hatches of the pockets are turned in the direction opposite to the top of the sector, all these features are distinctive from the prototype and in combination with other features, they ensure the principle of continuity of the drying process and the almost full use of the working capacity of the rotor, as well as a significant increase in the efficiency of co and heat exchange due to tedding of the dried material during its translational movement from the periphery to the center of the rotor.

Кроме того, в целом конструкция устройства значительно проще, чем в прототипе, а габариты и масса меньше при сохранении производительности устройства. In addition, in general, the design of the device is much simpler than in the prototype, and the dimensions and weight are smaller while maintaining the performance of the device.

Признаки, характеризующие изобретение в частных случаях, обеспечивают более интенсивный тепло- и массообмен за счет воздействия на обрабатываемый материал с обеих торцевых сторон ротора и прохождения сушильного агента сквозь обрабатываемый материал от одной торцевой стенки к другой, а также упрощение конструкции и уменьшение габаритов и массы устройства. The features characterizing the invention in particular cases provide more intense heat and mass transfer due to the impact on the material being processed from both end faces of the rotor and the passage of the drying agent through the material to be processed from one end wall to the other, as well as simplifying the design and reducing the dimensions and weight of the device .

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез по оси ротора; на фиг.2 вид с торцевой стороны ротора; на фиг. 3 поперечный разрез; на фиг.4 три сектора с накладными карманами; на фиг. 5 и 6 варианты исполнения роторного сушильного устройства. In FIG. 1 shows a vertical section along the axis of the rotor; figure 2 is a view from the front side of the rotor; in FIG. 3 cross section; figure 4 three sectors with patch pockets; in FIG. 5 and 6, embodiments of a rotary drying device.

Устройство содержит ротор 1, торцевые стенки 2 и 3 которого выполнены в виде перфорированных дисков, жестко закрепленных на горизонтальном валу 4, обеспечивающих пропускание воздуха и теплового излучения. Пространство между торцевыми стенками 2 и 3 разделено радиальными перегородками 5 (фиг. 2, 3, 4) на секторы 6. В вершинной части каждого сектора на торцевой стенке 3 ротора с внешней стороны укреплены накладные карманы 7, люки 8 которых, то есть входы-выходы, обращены в сторону, противоположную вершине сектора. При этом внутренние полости карманов сообщаются с внутренними полостями секторов 6 через отверстия 9, выполненные в торцевой стенке 3 ротора. Наружная стенка 10 каждого накладного кармана 7 имеет возможность перемещения вглубь него. Приводной механизм, состоящий из электродвигателя с редуктором 11, подключен к приводному ролику-шкиву 12 и гибкому элементу 13, например ленточному ремню, натянутому от приводного ролика 12 на ротор с помощью роликов натяжения 14 16 так, что ремень 13 опирается на оба края торцевых стенок 2 и 3. Взаимное положение роликов 14 16 и ротора 1 таково, что в верхней части ротора 1 ремень 13 не прилегает к ротору, поэтому один из секторов 6, находящийся в верхнем положении, всегда будет открыт под загрузку. Все остальные секторы будут закрыты ремнем 13, который в данной конструкции выполняет функцию клапанного механизма, предотвращающего самовыгрузку сушимого материала во время вращения ротора 1. Загрузочное устройство содержит накопительный бункер 17 и дозатор загрузки 18, который имеет возможность контролировать уровень заполнения сектора 6 обрабатываемым материалом. The device comprises a rotor 1, the end walls 2 and 3 of which are made in the form of perforated disks, rigidly mounted on a horizontal shaft 4, ensuring the transmission of air and thermal radiation. The space between the end walls 2 and 3 is divided by radial partitions 5 (Figs. 2, 3, 4) into sectors 6. At the top of each sector, patch pockets 7, hatches 8 of which, i.e. exits are facing in the opposite direction to the top of the sector. In this case, the internal cavities of the pockets communicate with the internal cavities of the sectors 6 through openings 9 made in the end wall 3 of the rotor. The outer wall 10 of each patch pocket 7 has the ability to move deep into it. The drive mechanism, consisting of an electric motor with a gearbox 11, is connected to the drive roller-pulley 12 and a flexible element 13, for example a belt, tensioned from the drive roller 12 to the rotor using tension rollers 14 16 so that the belt 13 rests on both edges of the end walls 2 and 3. The relative position of the rollers 14 16 and the rotor 1 is such that in the upper part of the rotor 1 the belt 13 does not abut against the rotor, so one of the sectors 6, which is in the upper position, will always be open for loading. All other sectors will be covered by a belt 13, which in this design acts as a valve mechanism preventing self-discharge of the dried material during rotation of the rotor 1. The loading device contains a storage hopper 17 and a loading batcher 18, which has the ability to control the filling level of sector 6 with the processed material.

Под карманами 7 у торцевой стенки 3 уставлена приемная воронка 19, которая "схватывает" люки 8 карманов 7 нескольких секторов 6, занимающих нижние положения относительно вала 4 ротора 1. Выход воронки 19 находится за пределами устройства. К торцевым стенкам 2 и 3 ротора 1 подведены воздуховоды 20, внутри которых установлены инфракрасные излучатели 21. В случае выполнения устройства с каким-либо другим приводным механизмом, а именно без использования ленточного ремня 13, секторы 6 снабжены клапанами 22 (фиг.5) установленными по периферийной поверхности ротора и предотвращающими высыпание обрабатываемого материала из вращающегося ротора 1, клапаны 22 имеют возможность открытия в момент загрузки. Under the pockets 7 at the end wall 3 there is a receiving funnel 19, which “seizes” the hatches 8 of the pockets 7 of several sectors 6, occupying the lower positions relative to the shaft 4 of the rotor 1. The exit of the funnel 19 is outside the device. To the end walls 2 and 3 of the rotor 1 there are air ducts 20, inside which infrared emitters 21 are installed. In the case of a device with any other drive mechanism, namely without the use of a belt 13, sectors 6 are equipped with valves 22 (Fig. 5) installed on the peripheral surface of the rotor and preventing the precipitation of the processed material from the rotating rotor 1, the valves 22 have the ability to open at the time of loading.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Загрузочное устройство из накопительного бункера 17 через дозатор 18 до определенного уровня заполняет сыпучим материалом находящийся под ним сектор 6 ротора 1. Величина уровня загрузки задается требованиями к обработке сыпучего материала, но в большинстве случаев заполнения должно быть максимальным. Затем электродвигатель 11 посредством ленточного ремня 13 приводит во вращение ротор 1 на угол поворота, необходимый для установки под загрузочным устройством следующего сектора 6 ротора 1 и его загрузки и так далее, что в результате обеспечивает постепенную засыпку всей рабочей емкости ротора. Электродвигатель может работать как в старт-стопном, так и в непрерывном режимах. The loading device from the storage hopper 17 through the dispenser 18 to a certain level fills with the bulk material the sector 6 of the rotor 1 below it. The value of the loading level is set by the requirements for processing bulk material, but in most cases the filling should be maximum. Then, the motor 11 through the belt 13 drives the rotor 1 at a rotation angle necessary for installing the next sector 6 of the rotor 1 under the loading device and loading it, and so on, which results in a gradual filling of the entire working capacity of the rotor. The electric motor can work both in start-stop, and in continuous modes.

Одновременно с постепенной загрузкой ротора сыпучим материалом осуществляется процесс постепенной его разгрузки, который происходит последовательно по двум фазам совершения оборота ротора. Simultaneously with the gradual loading of the rotor with bulk material, a process of its gradual unloading is carried out, which occurs sequentially in two phases of the rotor revolution.

В первой фазе оборота, когда периферия какого-либо сектора находится над осью ротора, сыпучий материал, содержащийся в секторе, под действием силы тяжести оседает к его вершине. При этом некоторое количество сыпучего материала через отверстие 9 в торцевой стенке 3 высыпается в полость кармана 7 и заполняет часть его объема. Величина этой части объема в принципе определяется расчетом по характеристикам сыпучего материала, размерам и формам кармана 7 и отверстия 9 или подбирается опытным путем. In the first phase of the turnover, when the periphery of a sector is above the axis of the rotor, the bulk material contained in the sector, under the action of gravity settles to its top. In this case, a certain amount of bulk material through the hole 9 in the end wall 3 is poured into the cavity of the pocket 7 and fills part of its volume. The value of this part of the volume is, in principle, determined by calculation according to the characteristics of the bulk material, the dimensions and shapes of the pocket 7 and the hole 9, or is selected empirically.

Во второй фазе оборота периферия этого же сектора находится ниже оси ротора. Теперь сыпучий материал, который попал в карман, под действием силы тяжести постепенно полностью выгружается из него через люк 8 в воронку 19 и покидает устройство. При этом через отверстие 9 и люк 8 кармана 7 может выгрузиться незначительное количество сыпучего материала из вершинной части сектора. Оставшийся в секторе сыпучий материал оседает вниз к его периферии. In the second phase of the turnover, the periphery of the same sector is below the axis of the rotor. Now, the bulk material that has fallen into the pocket, under the action of gravity, is gradually completely unloaded from it through the hatch 8 into the funnel 19 and leaves the device. At the same time, a small amount of bulk material from the top of the sector can be unloaded through the hole 9 and the hatch 8 of the pocket 7. The bulk material remaining in the sector settles down to its periphery.

Периодическая смена фаз оборота при вращении ротора 1 приводят к тому, что сыпучий материал вновь пересыпается к вершине сектора и часть его заполняет карман 7, а освободившийся объем у периферии сектора автоматически дополняется новым сыпучим материалом из бункера 17 с помощью дозатора 18, когда сектор окажется под загрузочным устройством и так далее. В связи с тем, что внутренняя полость кармана 7 имеет объем в несколько раз меньший, чем рабочий объем полости сектора 6, вновь догруженный сыпучий материал покинет устройство лишь после совершения нескольких оборотов ротора 1. A periodic change in the phases of revolution during rotation of the rotor 1 leads to the fact that the bulk material is again poured to the top of the sector and part of it fills the pocket 7, and the vacant volume at the periphery of the sector is automatically supplemented with new bulk material from the hopper 17 using the dispenser 18 when the sector is under boot device and so on. Due to the fact that the internal cavity of the pocket 7 has a volume several times smaller than the working volume of the cavity of the sector 6, the newly loaded bulk material will leave the device only after making several revolutions of the rotor 1.

Таким образом, осуществляется непрерывность перемещения сыпучего материала из бункера 17 через ротор 1 в воронку 19. При этом, в отличие от прототипа в предлагаемом устройстве сыпучий материал при постоянном ворошении совершает поступательное перемещение от периферийной поверхности к центру ротора, практически полностью заполняя весь его рабочий объем. Thus, the continuous movement of bulk material from the hopper 17 through the rotor 1 to the funnel 19. In this case, in contrast to the prototype in the proposed device, the bulk material with constant tedding performs translational movement from the peripheral surface to the center of the rotor, almost completely filling its entire working volume .

Обработка сыпучего материалы при сушке производится воздействием теплового излучения от инфракрасных нагревателей 21 через обе торцевые стенки 2 и 3 ротора 1, а испаряемая влага удаляется через воздуховоды 20 либо ее откачкой, либо продувкой сушильного агента сквозь весь слой сыпучего материала. Processing of bulk materials during drying is carried out by the action of thermal radiation from infrared heaters 21 through both end walls 2 and 3 of rotor 1, and the evaporated moisture is removed through air ducts 20 either by pumping it out or by blowing a drying agent through the entire layer of bulk material.

Процесс сушки, как и другой вид обработки, требует согласования времени прохождения сыпучего материала через ротор со временем, необходимым для его высыхания. При заданной частоте вращения ротора это согласование обеспечивается количеством сыпучего материала, высыпаемого из кармана 7 за время одного оборота. Для этой цели наружная стенка 10 кармана 7, регулирующая объем внутренней /рабочей/ полости кармана для определенного вида сушимого продукта, может быть установлена на соответствующем расстоянии от торцевой стенки 3 ротора 1. На фиг.4 показаны 3 секторы ротора 1 с накладными карманами 7, из которых в среднем кармане наружная стенка 10 снята (для наглядности), а в правом установлена в более углубленном положении по сравнению с левым. The drying process, like another type of processing, requires coordination of the time it takes for the bulk material to pass through the rotor with the time necessary for it to dry. At a given rotor speed, this coordination is ensured by the amount of bulk material poured out of pocket 7 during one revolution. For this purpose, the outer wall 10 of the pocket 7, which regulates the volume of the inner / working / cavity of the pocket for a certain type of dried product, can be installed at an appropriate distance from the end wall 3 of the rotor 1. Figure 4 shows 3 sectors of the rotor 1 with patch pockets 7, of which, in the middle pocket, the outer wall 10 is removed (for clarity), and in the right is installed in a more in-depth position than the left.

Возможность перемещения наружной стенки 10 необходима также для запуска устройства в непрерывный режим работы. Это связано с тем, что в установившемся режиме работы устройства сыпучий материал, попадая в сектор 6, постепенно высушивается по мере перемещения к отверстию 9 и выходит через него сухим. Совсем иначе происходит этот процесс в начальной стадии работы. В это время сыпучий материал, загружаемый в пустой сектор ротора, попадает в вершинную часть сектора совсем сырым и таким же выходит из устройства. Если при этом наружную стенку 10 кармана вплотную приблизить к торцевой стенке 3 ротора 1 и ею прикрыть отверстие 9, то выгрузка необработанного сыпучего материала приостановится. Она начнется через некоторое время, если по готовности продукта установить стенку 10 в требуемое для непрерывной работы положение. В результате начнется выгрузка уже сухого продукта. The ability to move the outer wall 10 is also necessary to start the device in continuous operation. This is due to the fact that in the steady state of the device, the bulk material, falling into the sector 6, is gradually dried as it moves to the hole 9 and leaves it dry through it. In a completely different way, this process occurs in the initial stage of work. At this time, the bulk material loaded into the empty sector of the rotor, gets into the top of the sector completely raw and the same way out of the device. If, at the same time, the outer wall of the pocket 10 is brought close to the end wall 3 of the rotor 1 and the hole 9 is covered with it, then the unloading of the unprocessed bulk material will stop. It will begin after a while, if the product is ready to install the wall 10 in the position required for continuous operation. As a result, unloading of an already dry product will begin.

Устройство, подобное тому, что изображено на фиг.1, можно использовать для промывки или электрохимической обработки сыпучего материала, тогда позициями 20 будут обозначены водоводы или ванны, а позициями 21 излучатели физических полей. A device similar to that shown in figure 1, can be used for washing or electrochemical processing of bulk material, then the positions 20 will indicate water conduits or bathtubs, and the positions 21 emitters of physical fields.

На фиг.5 показано устройство, в котором приводной механизм вращает ротор без гибкого элемента, непосредственно за вал 4. В этом случае каждый сектор ротора снабжен клапаном 22, который может открываться для сыпучего материала, когда сектор находится в верхнем положении на роторе. Во всех остальных положениях сектора клапан закрыт. Figure 5 shows a device in which the drive mechanism rotates the rotor without a flexible element, directly behind the shaft 4. In this case, each sector of the rotor is equipped with a valve 22, which can open for bulk material when the sector is in the upper position on the rotor. In all other positions of the sector, the valve is closed.

На фиг.6 изображен вариант предложенного устройства, в котором на одном валу 4 имеются два ротора 1а и 1б с зеркальной симметрией размещения карманов с возможностью выгрузки сыпучего материала в одну воронку 19. 6 shows a variant of the proposed device, in which on one shaft 4 there are two rotors 1a and 1b with mirror symmetry of pockets with the possibility of unloading bulk material into one funnel 19.

Предложенное устройство имеет следующие достоинства:
практически полное использование рабочей емкости ротора, что позволяет существенно снизить габариты и массу устройства при заданной производительности;
более интенсивный тепло-массообмен, который достигается тем, что воздействие теплового излучения производится с обеих торцевых сторон ротора, а сушильный агент пропускается сквозь непрерывно ворошимый слой сушимого материала от одной торцевой стенки ротора к другой;
упрощенная конструкция устройства при возможности его универсального применения, при этом также существенно уменьшается вероятность пожара и порчи сушимого материала во время сушки, так как проникновение мелкодисперсных частиц через сетку (перфорацию) торцевых стенок ротора предлагаемого устройства будет незначительным по сравнению с проникновением частиц через перфорацию цилиндрической поверхности ротора прототипа, а компановка излучателей практически исключает возможность попадания на них сушимого материала.The proposed device has the following advantages:
almost full use of the working capacity of the rotor, which can significantly reduce the dimensions and weight of the device at a given performance;
more intense heat and mass transfer, which is achieved by the fact that the effect of thermal radiation is produced from both end faces of the rotor, and the drying agent is passed through a continuously agitated layer of dried material from one end wall of the rotor to the other;
a simplified design of the device with the possibility of its universal use, while also significantly reducing the likelihood of fire and damage to the dried material during drying, since the penetration of fine particles through the mesh (perforation) of the end walls of the rotor of the proposed device will be insignificant compared with the penetration of particles through perforation of a cylindrical surface the rotor of the prototype, and the composition of the emitters virtually eliminates the possibility of getting dried material on them.

Claims

1. A rotary drying device containing a rotor, divided by radial partitions into sectors, a rotor drive mechanism, a loading mechanism and an unloading device, characterized in that the unloading device is made in the form of patch pockets mounted on the end wall of the rotor from the outside in the apex of each sector moreover, the internal cavities of the pockets communicate with the cavities of the sectors through openings made in the end wall of the rotor, and the hatches of the pockets are turned in the direction opposite to the top of the sector.

2. The device according to claim 1, characterized in that the internal cavity of the patch pockets are made with the possibility of regulating their volume.

3. The device according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the rotor are made of a material that provides a working effect on the dried material.

4. The device according to p. 1, characterized in that the sectors of the rotor are equipped with valves installed on the peripheral surface of the rotor with the possibility of opening at the time of loading.

5. The device according to p. 1, characterized in that the peripheral surface is formed by a flexible element associated with the rotor drive mechanism.